10.1,點火系的工作原理及其分類,10.2,半導(dǎo)體點火系統(tǒng),10.3,微機控制點火系統(tǒng),10.4,電源設(shè)備,汽油機點火系統(tǒng),汽油機點火系統(tǒng),教學(xué)提示,：汽油機燃燒室里裝有火花塞，產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣汽油機點火系統(tǒng)就是完成這一功能的全部設(shè)備的總稱點火系統(tǒng)要能按照汽油機的點火次序，在一定的時刻，供給火花塞足夠能量的高壓電，使其兩極間產(chǎn)生電火花，點燃混合氣，使發(fā)動機做功教學(xué)要求,：了解點火系統(tǒng)的類型；半導(dǎo)體點火系統(tǒng)的類型、組成，微機控制點火系統(tǒng)的組成和分類以及汽車電源設(shè)備掌握傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、半導(dǎo)體點火系統(tǒng)工作原理；各種類型微機控制點火系統(tǒng)的原理；汽車常用電源設(shè)備的結(jié)構(gòu)10.1,點火系統(tǒng)的工作原理,及其分類,10.1.1,點火系統(tǒng)的工作原理,如圖,10.1,所示，點火系統(tǒng)由點火線圈、分電器、火花塞、電源、點火開關(guān)等組成圖,10.2,是點火系統(tǒng)的工作示意圖點火線圈一次繞組的一端經(jīng)點火開關(guān)與蓄電池相聯(lián)，另一端斷電器的活動觸點臂，斷電器的固定觸點通過分電器殼體接地電容器并聯(lián)在斷電器觸點之間其工作過程如下：,接通點火開關(guān)，發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)過程中斷電器凸輪不斷旋轉(zhuǎn)，使其觸點不斷地開、閉當觸點閉合時,(,圖,10.2a),），電流從蓄電池正極出發(fā)，經(jīng)點火開關(guān)、點火線圈初級繞組、斷電器的活動觸點臂、觸點、分電器殼體搭鐵，流回負極。

如圖,10.3,所示當點火開關(guān)處于接通位置且斷電器觸點閉合時，一次電流經(jīng)附加電阻進入一次繞組起動發(fā)動機時駕駛員將點火開關(guān)轉(zhuǎn)向起動位置，起動繼電器觸點吸合，起動機電磁開關(guān)的線圈通電，在起動機的主電路接通之前，電磁開關(guān)接觸盤將接線柱與蓄電池接通，于是附加電阻被短路，,10.1.2,點火系統(tǒng)的分類,發(fā)動機點火系統(tǒng)，按其組成和產(chǎn)生高壓電方式的不同可分為傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)、電子點火系統(tǒng)、微機控制點火系統(tǒng)和磁電機點火系統(tǒng)傳統(tǒng)蓄電池點火系統(tǒng)以蓄電池和發(fā)電機為電源，借點火線圈和斷電器的作用，將電源提供的低壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡偻ㄟ^分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣電子點火系統(tǒng)以蓄電池和發(fā)電機為電源，借點火線圈和由半導(dǎo)體器件組成的點火控制器將電源提供的低壓電轉(zhuǎn)為高壓電，再通過分電器分配到各缸火花塞，使火花塞兩電極之間產(chǎn)生電火花，點燃可燃混合氣是目前國內(nèi)外汽車上廣泛采用的點火系統(tǒng)10.2,半導(dǎo)體點火系統(tǒng),近年來，汽車發(fā)動機向著多缸、高速、高壓縮比的方向發(fā)展，人們還力圖通過改善混合氣燃燒狀況及燃用稀混合氣，達到減少排氣污染和節(jié)約燃油的目的這些都要求汽車的點火系統(tǒng)能夠提供足夠高的次級電壓、火花能量和最佳點火時刻。

傳統(tǒng)點火系統(tǒng)已不能滿足這些要求電子點火系統(tǒng)就是應(yīng)這些要求而研制產(chǎn)生的目前使用的半導(dǎo)體點火系統(tǒng)，分為觸點式點火系統(tǒng)和無觸點半導(dǎo)體點火系統(tǒng)兩種兩種電子點火系統(tǒng)都是利用電子元件,(,晶體三極管,),作為開關(guān)來接通或斷開點火系統(tǒng)的初級電路，通過點火線圈來產(chǎn)生高壓電10.2.1,觸點式半導(dǎo)體點火系統(tǒng),觸點式半導(dǎo)體點火裝置利用晶體三極管的開關(guān)作用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)點火系統(tǒng)斷電器的觸點控制點火線圈一次電路的通斷，減小了觸點電流，可以減小觸點火花，延長觸點壽命；配用高匝數(shù)比的點火線圈，還可增大一次電流，提高二次電壓，改善點火性能如圖,10.4,所示，觸點式半導(dǎo)體點火系統(tǒng)在點火線圈初級繞組的電路中，增加了由三極管和電阻、電容等組成的點火控制電路，斷電器的觸點串聯(lián)在三極管的基本電路中，用觸點開閉時產(chǎn)生的點火信號控制三極管的導(dǎo)通與截止，從而控制點火系統(tǒng)的工作10.2.2,無觸點半導(dǎo)體點火系統(tǒng),無觸點半導(dǎo)體點火系統(tǒng)利用傳感器代替斷電器觸點產(chǎn)生點火信號，控制點火線圈的通斷和點火系統(tǒng)的工作，可以克服與觸點相關(guān)的一切缺點，在國內(nèi)外汽車上應(yīng)用十分廣泛無觸點半導(dǎo)體點火系統(tǒng)主要由點火信號發(fā)生器、點火控制器、點火線圈、分電器、火花塞等組成。

點火信號發(fā)生器用來判定活塞在氣缸中的位置，并將非電量的活塞位置信號轉(zhuǎn)變成為脈沖電信號輸送到點火控制器，從而保證火花塞在恰當?shù)臅r刻點火所以點火信號發(fā)生器實際就是一種感知發(fā)動機工作狀況、發(fā)出點火信號的傳感器目前應(yīng)用較多的有磁脈沖式、霍爾效應(yīng)式和光電效應(yīng)式1.,磁脈沖式無觸點點火裝置,該點火裝置使用磁脈沖式點火信號發(fā)生器磁脈沖式點火信號發(fā)生器（圖,10.5,）是依靠電磁感應(yīng)原理制成的它一般安裝在分電器的內(nèi)部，由信號轉(zhuǎn)子和感應(yīng)器兩部分組成信號轉(zhuǎn)子由分電器軸驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速與分電器軸相同；感應(yīng)器固定在分電器底板上，由永久磁鐵、鐵心和繞在鐵心上的傳感線圈組成信號轉(zhuǎn)子的外緣有與發(fā)動機的氣缸數(shù)相等的凸齒永久磁鐵的磁力線從,N,極出發(fā)，經(jīng)空氣隙穿過轉(zhuǎn)子的凸齒，再經(jīng)空氣隙、傳感線圈的鐵心回到,S,極，形成閉合磁路2.,霍爾效應(yīng)式無觸點點火裝置,該點火裝置利用霍爾元件的霍爾效應(yīng)制成傳感器，如圖,10.6,所示其工作原理如下：當轉(zhuǎn)子葉片進入永久磁鐵與霍爾觸發(fā)器之間時，永久磁鐵的磁力線被轉(zhuǎn)子葉片旁路，不能作用到霍爾觸發(fā)器上，通過霍爾元件的磁感應(yīng)強度近似為零，霍爾元件不產(chǎn)生電壓；隨著信號轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)子的缺口部分進入永久磁鐵與霍爾觸發(fā)器之間時，磁力線穿過缺口作用于霍爾觸發(fā)器上，通過霍爾元件的磁感應(yīng)強度增高，在外加電壓和磁場的共同作用下，霍爾元件的輸出端便有霍爾電壓輸出。

發(fā)動機工作時，轉(zhuǎn)子不斷旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子缺口交替地在永久磁鐵與霍爾觸發(fā)器之間穿過，使霍爾觸發(fā)器中產(chǎn)生變化的電壓信號，并經(jīng)內(nèi)部的集成電路整形為規(guī)則的方波信號，輸入點火控制電路，控制點火系統(tǒng)工作霍爾觸發(fā)器是一個帶集成電路的半導(dǎo)體基片當直流電壓作用于觸發(fā)器的兩端時，便有電流,I,在其中通過，如果在垂直于電流的方向還有外加磁場的作用，則在垂直于電流和磁場的方向上產(chǎn)生電壓，稱為霍爾電壓，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)如圖,10.7,所示3.,光電效應(yīng)式無觸點點火裝置,光電效應(yīng)式點火信號發(fā)生器是利用光電效應(yīng)原理，以紅外線或可見光光束進行觸發(fā)的，主要由遮光盤,(,信號轉(zhuǎn)子,),、遮光盤軸、光源、光接收器等組成光源可用白熾燈，也可用發(fā)光二極管現(xiàn)在絕大多數(shù)采用發(fā)光二極管發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線光束一般還要用一只近似半球形的透鏡聚焦，以便縮小光束寬度，增大光束強度，有利于光接收器接收、提高點火信號發(fā)生器的工作可靠性光接收器可以是光敏二極管或光敏三極管光接收器與光源相對，并相隔一定的距離，以便使光源發(fā)出的紅外線光束聚焦后照射到光接收器上如圖,10.8,所示10.3,微機控制點火系統(tǒng),電子點火系統(tǒng)與傳統(tǒng)點火系統(tǒng)對點火時刻的調(diào)節(jié)，基本上都采用離心提前和真空提前兩套機械式點火提前調(diào)整裝置，它們只能根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化來調(diào)節(jié)點火提前角，且調(diào)節(jié)特性為線性,(,或不同線性的組合,),規(guī)律。

而發(fā)動機的最佳點火提前角除隨轉(zhuǎn)速和負荷變化外，還受諸如環(huán)境狀況、車輛技術(shù)狀況等的影響，且最佳點火提前角隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷變化的規(guī)律也不是線性的因此，各種普通電子點火系統(tǒng)都存在著考慮的控制因素不全面、點火提前角控制不精確的缺陷，影響了發(fā)動機性能的充分發(fā)揮此外，機械式點火提前調(diào)節(jié)裝置中運動部件的磨損、老化和臟污等，都會引起點火提前角調(diào)節(jié)特性的改變，使發(fā)動機性能下降10.3.1,有分電器微機控制點火系統(tǒng),有分電器微機控制點火系統(tǒng)一般由傳感器、微機控制器、點火執(zhí)行器等組成如圖10.9所示10.3.2,無分電器微機控制點火系統(tǒng),該系統(tǒng)取消了分電器，點火線圈產(chǎn)生的高壓電由微機系統(tǒng)直接進行分配此類系統(tǒng)由低壓電源、點火開關(guān)、,ECU,、點火控制器、點火線圈、火花塞、高壓線和各種傳感器等組成有的無分電器點火系統(tǒng)還將點火線圈直接安裝在火花塞上方，取消了高壓線根據(jù)高壓配電方式的不同分為獨立點火方式和同時點火方式兩種，其工作原理也各不相同獨立點火方式因車型的不同，其控制電路也存在一定差異，有些采用一個點火控制器，如圖,10.10,所示的日產(chǎn)地平線,2000,轎車的,RB20DC,發(fā)動機有些則采用多個點火控制器，如圖,10.11,所示的奧迪五缸發(fā)動機。

發(fā)動機工作時，,ECU,不斷檢測傳感器的輸入信號，根據(jù)存儲器存儲的數(shù)據(jù)計算并求出最佳點火提前角和通電時間，以點火基準傳感器為標準，按照發(fā)動機各缸做功順序，確定每缸點火線圈的接通及通電時間，并將其轉(zhuǎn)換為該缸點火線圈的控制信號當某缸的控制信號為低電平時，點火控制器中對應(yīng)此缸的功率晶體管導(dǎo)通，點火線圈通電；當該缸的控制信號變?yōu)楦唠娖綍r，對應(yīng)的晶體管截止，線圈中電流被切斷，次級線圈產(chǎn)生高壓電，將火花塞電極擊穿點火獨立點火的點火控制器需要判別的點火氣缸的數(shù)目多，因此氣缸判別電路較復(fù)雜10.4,電源設(shè)備,汽車上的點火系統(tǒng)及全車電器設(shè)備的電源由蓄電池、發(fā)電機及其調(diào)節(jié)器組成發(fā)動機正常運行時，發(fā)電機向點火系統(tǒng)及其他用電設(shè)備供電，并同時向蓄電池充電汽車的用電量過大，超過發(fā)電機的供電能力時，蓄電池和發(fā)電機共同向點火系統(tǒng)及其他用電設(shè)備供電發(fā)動機起動或低速運行時，發(fā)電機不發(fā)電或電壓很低，此時所需要的電能全由蓄電池供給10.4.1,蓄電池,按電解液成分的不同，蓄電池分為堿性蓄電池和酸性蓄電池由于發(fā)動機起動時，蓄電池必須能夠為起動機提供,200,600A,的電流，有些大功率柴油機起動機的起動電流高達,1000A,，且要持續(xù),5s,以上的時間；在發(fā)電機發(fā)生故障不能工作時，蓄電池的容量應(yīng)能維持車輛行駛一定的時間，所以要求蓄電池有盡可能小的內(nèi)阻以及足夠大的容量。

鉛酸蓄電池內(nèi)阻小、電壓穩(wěn)定、在短時間內(nèi)能提供較大的電流，且結(jié)構(gòu)簡單、原料豐富，因而在汽車上得到廣泛應(yīng)用鉛酸蓄電池由極板、隔板、電解液和殼體等組成如圖,10.13,所示10.4.2,發(fā)電機,汽車上的發(fā)電機是用來向用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電的能源裝置為滿足蓄電池的充電要求，發(fā)電機的輸出電壓必須是直流電壓；此外，為了向蓄電池充電和向用電設(shè)備供電，在汽車運行中發(fā)電機的端電壓必須保持恒定所以，車用發(fā)電機須配有電壓調(diào)節(jié)器目前，國內(nèi)、外汽車上使用的發(fā)電機幾乎都是硅整流交流發(fā)電機1,、硅整流交流發(fā)電機,硅整流交流發(fā)電機由一臺三相同步交流發(fā)電機和硅二極管整流器組成發(fā)電機工作時產(chǎn)生的三相交流電通過整流器進行三相橋式全波整流后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姽枵鹘涣靼l(fā)電機由轉(zhuǎn)子、定子、整流器、端蓋、風(fēng)扇葉輪等組成如圖,10.14,所示2,、發(fā)電機的電壓調(diào)節(jié)器,汽車上的發(fā)電機由發(fā)動機通過風(fēng)扇皮帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，由于發(fā)動機工作時轉(zhuǎn)速在很寬的范圍內(nèi)變化，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速隨之變化，發(fā)電機的電壓也將在很寬的范圍內(nèi)變化汽車用電設(shè)備的工作電壓和對蓄電池的充電電壓是恒定的，一般為,12V,、,24V,或,6V,為此，要求在發(fā)動機工作時，發(fā)電機的輸出電壓也保持恒定，以便保證用電設(shè)備和蓄電池正常工作。

因此，汽車上使用的發(fā)電機，必須配電壓調(diào)節(jié)器，以便在發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，保持發(fā)電機端電壓恒定發(fā)電機工作時，電壓調(diào)節(jié)器在發(fā)電機電壓超過一定值以后，通過調(diào)節(jié)經(jīng)過勵磁繞組的電流強度來調(diào)節(jié)磁場磁通的方法，在發(fā)電機轉(zhuǎn)速變化時，保持其端電壓為規(guī)定值發(fā)電機的調(diào)節(jié)電壓一般為,13.5,14.5V(,或,13.8,14.8V),小,結(jié),本章介紹汽油機傳統(tǒng)點火系統(tǒng)、半導(dǎo)體點火系統(tǒng)以及微機控制點火系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)及其工作原理以及汽油機點火系統(tǒng)常用的電源設(shè)備微機控制點火系統(tǒng)一般由傳感器、微機控制器及點火控制器等組成，因該系統(tǒng)不受機械調(diào)節(jié)裝置的限制，任何工況下均可保證最佳點火時刻，克服了機械式點火系統(tǒng)的所有缺點，所以目前廣為采用思,考,題,1.,汽車點火系統(tǒng)有哪些類型？試述傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的工作原理？,2.,車用發(fā)電機為什么要配用電壓調(diào)節(jié)器？它們是怎樣進行電壓調(diào)節(jié)的？,3.,微機控制點火系統(tǒng)的優(yōu)點是什么？它由哪些部分組成？,4.,無觸點半導(dǎo)體點火系統(tǒng)由哪幾類？簡述其傳感器工作原理5.,微機控制點火系統(tǒng)有哪些類型？分別畫其簡圖并簡述其工作原理？,6.,簡述發(fā)電機各組成部分的功用？,。